Особенности клеенаносящих устройств

Скорость, качество, комфорт, выгода. Пожалуй, именно эти цели являются определяющими при принятии производителем решения об автоматизации процесса клеенанесения.

Автоматизация клеенанесения при производстве клееных деревянных конструкций и элементов призвана ускорить работу конвейера: быстрее клеить, быстрее прессовать, поскольку зачастую сокращение времени сборки ведет к сокращению времени прессования, в том числе за счет использования скоростных клеевых систем. Результат – увеличение выпуска готовой продукции, которое обеспечивает снижение ее себестоимости. Однако есть ряд немаловажных но. Любое автоматическое оборудование требует обслуживания. Чем выше скорость работы клеенаносящего оборудования, тем строже надо следить за обеспечением непрерывности его эксплуатации, регулярно проводить технические регламентные работы. Резиновые элементы и магистрали очень быстро приходят в негодность, возникают засоры и запыление в электронных системах, неизбежны износ и усталость металла при простоях. Поэтому при выборе оборудования важно правильно рассчитать его необходимую производительность, иначе внезапные и регулярные простои вследствие проведения внепланового ремонта клеенаносящей техники обеспечены. Оборудование должно работать, и чем чаще и равномернее – тем лучше.

При использовании клеевых материалов (КМ) подручными средствами очень сложно добиться равномерности клеенанесения. В основе качественной склейки всегда лежат технические рекомендации производителей клеевых систем по достаточному количеству клеевого материала, а также нормативным ограничениям времени, отводимым на сборку и прессование; и других технологических параметров. Автоматизация клеенанесения означает исключение человеческого фактора из этой операции, и обеспечивает повышение качества выпускаемой продукции. Естественно, параметры клеенанесения требуется регулярно проверять. Вибрация и износ оборудования могут со временем стать причиной изменения предустановленных настроек. Техника требует постоянного контроля и регулировки.

Чаще всего емкости с клеем напрямую присоединяют к клеенаносящим машинам, что исключает попадание в магистрали подачи инородных предметов и веществ, ошибки при работе с клеевыми материалами и разливы клеевого материала, загрязняющие цех. При работе с многокомпонентными системами необходимо еще и отслеживать правильность дозирования химических составов. Но всегда следует помнить, что за оборудованием надо ухаживать: мыть, проверять и своевременно менять магистрали, обслуживать согласно регламенту, иначе однажды могут возникнуть более серьезные проблемы, чем уборка рабочего места.

Роликовые (вальцовые) клеенаносящие устройства
К вальцовым машинам относят линии, различающиеся как по задачам, так и по принципу использования. У этого класса машин есть только две общие для всех машин и классов оборудования черты: наличие вала (ролика), при помощи которого выполняется клеенанесение, и возможность использования любых клеевых систем на водной основе, включая многокомпонентные реактивные смолы, а также расплавов. Устройства этого класса не годятся для работы с жидкими полиуретанами.

Принцип действия роликовых устройств: на клеенаносящий вал подается клей, заготовка перемещается через вал клеенанесения, благодаря чему клей попадает на основу в том количестве, которое определяется геометрической насечкой вала (пазами поверхности).

Важно понимать, чем выше плотность и вязкость клеевых материалов, тем больше его наносится одними и теми же приспособлениями.

1.jpg
Клеенаносящий станок HÖFER LAD 1500 (Германия)

При необходимости нанесения клея в крайне малом (до 30 г/м2) количестве возможно применение абсолютно гладких валов – как обрезиненных, так и хромированных. Один из плюсов использования вальцовых клеенамазов – возможность клеенанесения сразу на несколько заготовок, если их общая ширина меньше длины вальцов: заготовки пропускаются через ролики параллельно. Несмотря на единый принцип работы вальцовых клеенамазов, детали и узлы их комплектации, а также технологические процессы клеенанесения сильно различаются.

Ручная вальцовая клеенамазка
Самые примитивные устройства для нанесения простых водорастворимых клеев – это так называемые ручные клеенамазки. Их производят многие компании, а продают все станкоторговые фирмы. Клеенамазка представляет собой небольшую (обычно на 1–2 кг клея) емкость. Снизу емкости присутствует прорезь, через которую клей попадает на клеенаносящий валик. В емкости расположен металлический дозирующий вал. Конструкция снабжена ручкой, благодаря которой устройство и перемещается оператором по заготовке. В зависимости от силы прижатия клеенамазки к заготовке, клеенаносящий валик приподнимает в емкости дозирующий вал, таким образом регулируя количество подаваемого клея.

2.jpg
3.jpg
Клеенаносящее приспособление Virutex EM125Т (Испания)

Клеенамазки выпускаются шириной от 80 до 180 мм. Выбор ручного клеенаносящего устройства зависит от производственных задач: чем шире заготовки, тем более широкий необходим клеенамаз. Обычно клеенамазки комплектуются двумя типами полиуретановых валиков для клеенанесения: жестким (серого цвета) – для расхода клея 35–60 г/м2 и мягким (оранжевого цвета) – для расхода 80–150 г/м2. Также опционально поставляется подставка из металла. Ручные вальцовые клеенамазки – оптимальное решение для небольших производств: дешевые, много места не занимают, моются просто, технического обслуживания не требуют. Как ни странно, о существовании подобных «машинок» многие деревообработчики просто не знают.

Они подходят для работы с любыми жидкими клеями. После работы клеенамаз обязательно нужно промыть водой, и особенно тщательно – мягкий клеенаносящий валик: чем лучше он будет промыт, тем дольше прослужит.

Вальцовый клеенамаз с ракелем для жидких клеев
Основа самой простой установки этого класса – приводной вал, частично погруженный в емкость. Клей заливается в емкость вручную. Оператору необходимо провести прижатой заготовкой по валу. За счет имеющейся на валу насечки происходит перенос клея на заготовку. Скорость подачи установки – 15–20 м/мин. У этого типа станков множество минусов – от невозможности контроля количества нанесенного клея и крайне низкой скорости до невозможности встраивания в конвейер. Без оператора машина не может работать. Плюс у этой установки единственный: низкая цена. Промывка машины после использования обязательна. Аналогичное устройство используется для клеенанесения при полуавтоматическом сращивании заготовок после шипореза. Отличие лишь насечка на валу, соответствующая размеру шипа на шипорезном станке. Оператор берет заготовку с нарезанными шипами, вручную прислоняет шипы к клеенаносящему валу, затем вручную подает заготовку на пресс линии сращивания. Пожалуй, это единственное разумное применение клеенаносящей установки подобной конфигурации.

4.jpg
Станок OSAMA S2R клеенаносящий двухсторонний с автоматической подачей (Италия)

У чуть более удобного варианта подобной установки для склеивания по пласти аналогичная конструкция, но верхнее расположение клеенаносящего вала. Кроме того, есть возможность перемещения вала в вертикальной плоскости. Клеенаносящий вал может быть приводным, в этом случае под ним располагается так называемый разгонный вал – хромированный или ровный обрезиненный вал с приводом от двигателя. Клеенаносящий вал оборудован емкостью для клея – ракелем. Клей подается вручную. Количество наносимого на заготовку клея регулируется насечками на валу и степенью прижима ракеля к поверхности клеенаносящего вала. Бортиком ракель снимает с проходящего мимо него клеенаносящего вала излишки клея, одновременно заполняя насечку клеем. Клей из насечки вала переносится на поверхность заготовки при ее прохождении через установку. Скорость подачи – от 15 до 28 м/мин, обычно с возможностью электронной регулировки. Промывка машины после использования обязательна. Минус ракельных машин – большие застойные зоны в углах ракелей, где отсутствует циркуляция клея в процессе работы. Особенно важно учитывать этот нюанс при длительной работе с многокомпонентными клеями, поскольку в этих зонах возможно отверждение клеевой смеси.

Еще один вариант комплектации устройства может использоваться для двухстороннего клеенанесения, в этом случае оба вала – нижний (он же приводной) и верхний – оборудованы ракелями и на них есть насечки. Клей наносится на заготовку сверху и снизу. При таком варианте после клеенамаза устанавливается приемный рольганг не с роликами, а с дисками, что позволяет протягивать заготовку с минимальными потерями нанесенного клея. Недостаток клеенанесения нижним валом – невозможность контроля качества нанесения и количества наносимого клея. Вальцовые клеенаносящие установки с ракелем выпускаются шириной от 200 до 600 мм (для работы с деревянными ламелями при изготовлении клееного щита или бруса) и 1200–1450 мм (для облицовки плитных материалов).

Вальцовые клеенамазы на линиях сращивания
Технологии клеенанесения, подобные описанным выше, используются на автоматических и полуавтоматических линиях сращивания. Клеенаносящий ролик, обычно сделанный из фторопласта или капролона, полностью погружен в емкость с клеем. Заготовки с нарезанными шипами по одной либо пакетом подаются в зону клеенанесения. Ролик поднимается из ракеля и наносит клей на зафиксированные в установке заготовки. Для обеспечения качественного клеенанесения следует контролировать степень износа валика, давление прижима заготовок, а также качество заточки фрез на шипорезном узле – если оно неудовлетворительное, происходит вырыв массива древесины, который приводит к браку на сращивании, поскольку даже самый лучший клей не может восполнить потерю части шипа. После окончания работы вал необходимо промыть. При работе с многокомпонентными клеями, емкость также необходимо промывать.

5.jpg
Компактная линия для каширования Unimac GS 140-C («КАМИ»)

Вальцовые клеенамазы на кромкооблицовке
Тот же принцип переноса, но уже для клея-расплава используется на 98% линий кромкооблицовки в мебельной промышленности. Этот тип клеенаносящих узлов подходит для клеев-расплавов на основе ЭВА, полиолефинов и АПАО, но не подходит для реактивных термоплавких полиуретанов. На линии кромкооблицовки размещается клеянка, в которой находится клей-расплав. Внутри клеянки установлены термоэлементы, поддерживающие необходимую для работы температуру клея. Рабочая температура указывается производителями клеев, обычно – от 120 до 230°С. Емкость клеянки обычно небольшая: 1–3 кг. Клей оператор засыпает вручную. Подача гранул клея может быть автоматизирована. В таком случае узел оснащается системой пневмоподачи клея из промежуточного бункера, куда он предварительно засыпается в большом объеме – от 25 до 100 кг. Подача необходимого количества клея происходит автоматически по датчику уровня, что позволяет непрерывно работать на линиях с высокой скоростью обработки заготовок – не приходится делать техническую остановку для расплавления свежей порции гранул клея.

Нанесение клея на заготовки производится расположенным вертикально у клеянки металлическим валом с ромбовидной насечкой глубиной 1 мм. Вал вращается непрерывно, забирая на свою поверхность клей-расплав, натекающий из клеянки сквозь вертикальную прорезь высотой, равной высоте вала. Вал плотно прижат к прорези, поэтому в отсутствие заготовок для клеенанесения излишки клея из клеянки не вытекают. При длительной работе линии вхолостую рекомендуется понижать температуру в клеянке на 20% от рабочей – тогда клей-расплав становится более вязким, что препятствует его протечке из клеянки.

Принцип устройства клеевых узлов не зависит от типа линий кромкооблицовки и скорости их работы. Но вал может быть оснащен тэном нагрева. В таком случае на нем устанавливается температура на 5°С выше, чем в клеянке, для равномерного нанесения клея на поверхность заготовки.

Регулярно требуется промывать узел клеенанесения, поскольку постепенно на корпусе клеянки и тэна нагрева скапливается нагар, препятствующий корректной работе как тэнов, так и датчиков температуры и уровня. В отличие от установок для жидких клеев, здесь применяется специальный промывочный ЭВА расплав ярко-синего или ярко-красного цвета. Использовать промывочный расплав можно многократно, пока за счет количества вымываемого нагара он не потеряет цвет. В наиболее сложных, аварийных случаях приходится использовать специальные активные жидкие моющие средства, но не часто, поскольку они весьма агрессивны и разъедают не только скопившийся в клеянке нагар, но и корпус самой клеянки. Третий способ очистки – демонтаж узла и его механическая очистка.

Вальцовые клеенамазы с дозирующим валом для жидких клеев
Эффективным усовершенствованием конструкции вальцовых клеенаносящих установок на пласть стала замена ракелей дозирующими валами. Эти приводные ровные валы всегда вращаются навстречу клеенаносящим валам с насечкой. Клей находится между валами и постоянно перемешивается. Таким образом, даже при длительной работе вхолостую не происходит предотверждения клеевых материалов. Опционально именно этот тип вальцовых станков оснащается устройствами автоматической подачи клея или клеевой смеси (при работе с многокомпонентными системами), работающими от датчиков уровня клея на валах. Также машины, которые используются для нанесения многокомпонентных клеевых систем, могут оснащаться системами охлаждения смеси, что продлевает время жизни клеевых систем. В этом случае между валами устанавливаются змеевики (трубки) с охлаждающей жидкостью температурой 8–12°C, поступающей от холодильной установки. Эта опция позволяет увеличить время действия смеси в 1,5–2 раза, а также сократить число необходимых промывок оборудования. Очень важная опция для обеспечения бесперебойной работы вальцовых машин, особенно шириной более одного метра, – автоматическая система промывки.

6.jpg
Автоматический клеенаносящий станок Osama с дозирующими валами

При промывке необходимо тщательно отмыть четыре вала: два клеенаносящих и два дозирующих. На выполнение этой работы вручную потребуется от 30 до 60 мин, при автоматической промывке – не более 10 мин. При оснащении линий склейки автоматической системой, необходимо подключение станка к магистральной системе подачи воды. На многих предприятиях к этой магистрали подсоединяют бойлер. Теплая вода (20–40°C) гораздо быстрее, чем холодная, вымывает любой клей на водной основе. Кипятком мыть станки категорически запрещено – горячая вода может спровоцировать мгновенное отверждение остатков клея. При заказе опции автоматической промывки на клеевую машину следует обратить внимание на размер щеток системы автопромывки. К сожалению, иногда в комплектации встречаются маленькие щетки, которыми невозможно хорошо промыть валы. Большие щетки обеспечат быструю и хорошую промывку валов. Также для качественной промывки, особенно при работе с многокомпонентными клеевыми системами, можно использовать 10%-ный раствор мочевины. Скорость и качество промывки заметно повысятся.

Расход клея регулируется установкой определенного расстояния между дозирующим и клеенаносящим валом: чем меньше зазор – тем меньше наносится клея. Вальцовые клеенаносящие установки с дозирующими валами считаются самыми эффективными системами в своем классе, поэтому производители изготавливают множество отличающихся размерами моделей, предназначенных для использования в разных сферах деревообработки и мебельной промышленности.

Вальцовые клеенаносящие установки шириной от 250 до 650 мм применяются при производстве мебельного щита, оконного бруса (при работе с ПВА-клеями); при производстве стенового бруса (с клеевыми системами ЭПИ и ММФ); при изготовлении паркетной и инженерной доски (с ПВА-, ЭПИ- и КФ-системами). Скорость подачи на этих агрегатах в зависимости от задач варьирует от 20 до 80 м/мин и обычно регулируется электроникой.

Установки шириной от 1000 до 3000 мм обычно используются для облицовки древесных плит как листовыми, так и рулонными материалами. Кроме того, они могут применяться для изготовления дверных полотен, паркетной и инженерной доски, столярной и CLT-плиты, тамбурата (при работе с клеями ПВА, КФ и ММФ, также возможно использование дисперсии полиуретана при нанесении на гладкую поверхность).

Однако у вышеописанных установок есть сильные «конкуренты». Для выполнения тех же задач, которые были перечислены, применяются еще более совершенные вальцовые машины, работающие в паре с каландровыми прессами, что позволяет максимально ускорить процесс склейки. Речь идет о вальцовых клеенаносящих установках с двойным комплектом валов и возможностью промежуточной сушки при использовании многокомпонентных жидких клеев.

Эти установки обычно работают на линии именно с каландровыми прессами, реже с многопролетными проходными горизонтальными прессами и используются исключительно для нанесения карбамидформальдегидных клеевых систем с раздельным нанесением клея и отвердителя. Они обязательно оснащаются двумя вальцовыми установками с дозирующими валами. На первой установке, у которой все валы гладкие, на поверхность плиты наносится жидкий кислотный отвердитель. Гладкие валы применяются для обеспечения малого расхода отвердителя – от 5 до 30 г/м2. После нанесения отвердителя плита поступает в зону нагрева, оснащенную УФ-лампами. Сушка отвердителя необходима для исключения попадания жидкого отвердителя в следующие валы нанесения клея, в противном случае образовавшаяся смесь затвердевает, причем стремительно, а это самое страшное, что может произойти с клеенаносящей установкой, деревообработчики называют это «закозлить валы». Тогда неизбежна замена дорогостоящих клеенаносящих валов, поскольку затвердевший КФ-клей можно удалить только механическим способом – путем фрезеровки и обрезинивания валов.

Устройство второй пары валов, наносящих клей, ничем не отличается от обычной клеенаносящей установки с дозирующими валами. Несущественное различие в том, что обычно клей и отвердитель подаются при помощи насосов не на валы, а в промежуточные емкости, находящиеся под валами, а уже оттуда с помощью дополнительного насоса на валы, поскольку компоненты клеевой системы не перемешиваются. Таким образом достигается циркуляция и постепенное обновление большого объема клея, что гарантирует стабильное и прогнозируемое поведение высокопроизводительной клеевой системы. В конце рабочей смены установку нужно обязательно промыть водой или специальными моющими средствами, содержащими мочевину. Обычно установка оснащена автоматической системой промывки. Особую осторожность следует соблюдать при промывке вальцов отвердителя, поскольку повреждение их поверхности может привести к излишней подаче отвердителя и, как следствие, браку готовой продукции, а также отверждению клея на валах клеенанесения, что гораздо хуже.

Еще один вариант клеенаносящих вальцовых установок – агрегаты с горячими валами для облицовывания плит с использованием реактивного термоплавкого полиуретана. Этот клей-расплав поставляется в цилиндрических гильзах емкостью 2, 20 и 200 кг. Так как он отверждается при взаимодействии с влагой, содержащейся в воздухе, работа с ним требует особого внимания. Прежде всего, перед нанесением этот полиуретановый клей необходимо расплавить и поддерживать в горячем состоянии. В этих установках также две пары валов. В начале линии расположены горячие гладкие клеенаносящие валы, температура поверхности которых от 110 до 150°C (в зависимости от рекомендаций производителя клея). Валы находятся под защитным кожухом, обеспечивающим защиту операторов участка клеенанесения от паров изоционата, появляющихся при нагреве клея. Твердые гильзы укладываются оператором непосредственно на валы и в процессе их вращения происходит постепенное расплавление клея. Опционально установка может быть оснащена плавителем, с помощью которого предварительно расплавляют клей (в случае его поставки в крупной таре), а затем подают на валы расплав по подогреваемой магистрали. В такой конфигурации оборудование может работать непрерывно, без остановок на расплавление новой партии клея.

Расплавленный клей наносится на заготовку, расход 35–65 г/м2, что обусловлено техническими параметрами производимой продукции. Затем заготовка с нанесенным клеем поступает на открытый стол, где на нее укладывается облицовочный материал. Далее заготовка проходит через холодный вальцовый пресс, где выполняются прессование и прикатка облицовки. На выходе получают готовую продукцию, которую можно сразу упаковывать.

На подобных установках изготавливают плиты, облицованные разными пластиками, тамбурат, выполняют переклейку плит и другие работы, в ходе которых на сборку деталей требуется до трех минут. После работы ежедневно выполняется промывка клеенаносящих валов специальным порошковым расплавом. В случае отверждения реактивного полиуретана очистка возможна только механическим путем, то есть, по сути, необходима замена клеенаносящей установки.

Основные плюсы роликовых клеенаносящих устройств – простота конструкции и эксплуатации, довольно низкая цена. Основной минус – необходимость контроля оператором параметров склейки и работы машины. Также требуется регулярный аудит клеенаносящих валов, поскольку при их износе резко снижается качество клеенанесения, а также невозможна точная и гарантированная дозировка клея.

Один из недостатков вальцовых клеенамазов – периодический непроклей, то есть отсутствие клея на поверхности заготовок или деталей, которое может быть вызвано несколькими причинами: износом поверхности клеенаносящих роликов, разнотолщинностью материала заготовки, недостаточно точной регулировкой прижимов, рольгангов, валов. Проблему можно решить использованием струйных клеенаносящих устройств. Основной объединяющий признак для техники этого класса – бесконтактное нанесение клея на поверхность заготовки.

1.jpg

Склейка по пласти

Ручная струйная клеенамазка – это более сложное устройство, чем ручные вальцовые клеенамазки, его уже можно отнести к средствам механизации. Из емкости, входящей в конструкцию этого устройства, клей по шлангу через механический ручной клапан подается в клеенаносящую насадку (лейку, дюзу). Подача может осуществляться за счет как естественного давления воздуха на клей в емкости, которой комплектуется машина, так и давления, создаваемого насосом подачи, подключаемого к оригинальной таре, в которой клей поставляется на предприятие. Подачу клея можно регулировать механически. Клеенанесение начинается сразу, как только оператор открывает кран подачи – обычный шаровой кран или нажимной клапан, установленный перед клеенаносящей насадкой (лейкой, дюзой). В качестве плюса конструкции можно отметить возможность использования большого числа насадок для клеенанесения, разной ширины и разного назначения: для пласти и шиповых соединений разной геометрии, а также капельных – для клеенанесения в посадочные гнезда шкантов. Клей в собственную емкость установки обычно заливает вручную оператор. Опционально клеенамаз можно укомплектовать насосами подачи клея из оригинальных емкостей поставщика (бочек и еврокубов). Обслуживание подобных установок минимальное, цена приемлемая, места они занимают мало, стационарного крепления не требуется. Но без оператора, который наполняет емкость и наносит клей, не обойтись. Эти устройства можно самостоятельно модернизировать. Они подходят для работы с любыми жидкими клеями.

Для работы с жидкими полиуретановыми клеями необходимо приобретать специальные агрегаты, у которых все уплотнения изготовлены из фторопласта, специальной химически стойкой резины или тефлона, поскольку полиуретановые клеи химически агрессивны.

После работы следует промыть клеенаносящую насадку, остальные части не моются; отверждению клея в магистрали и емкости препятствует механический клапан или шаровой кран в магистрали подачи. В случае применения ПУ клея клеенаносящая насадка не моется, а помещается в запорную жидкость – низковязкое масло, солярку, глицерин или другое вещество, препятствующее взаимодействию оставшегося в насадке клеевого материала и воздуха.

2.jpg

Ручное распыление

Для ручного распыления клеевых материалов на поверхности склеиваемых деталей и элементов используются пневматические пистолеты. Как правило, они снабжены емкостью для клея (объемом 0,5–1,5 кг), установленной прямо на корпусе пистолета. Чуть реже используется промежуточный ресивер, клей нагнетается в него из оригинальной емкости поставщика при помощи пневматической помпы и под давлением подается в пистолет распыления. Можно даже создать единую систему подачи клея на несколько постов клеенанесения. Обычно распыление используется при массовом выпуске деталей с применением низковязких – до 2000 мПа – клеев (контактных клеев на разной химической основе, водных дисперсий полиуретановых клеев). Этот метод особенно эффективен, когда технология требует промежуточной сушки деталей перед прессованием. В процессе распыления растворитель из клея быстро выветривается, что обеспечивает сокращение срока выдержки. Эта технология используется при нанесении контактных клеев на разные поверхности. Для работы с водорастворимыми клеями вязкостью до 6000 мПа требуется доработка стандартных пистолетов. Также следует понимать, что довольно большое количество клея безвозвратно теряется при ручном распылении. После выполнения операции пневматические пистолеты надо полностью разобрать и тщательно промыть, в противном случае они быстро выйдут из строя. Цена подобного оборудования относительно невысокая.

Струйные машины для однокомпонентных жидких клеев
Следующим шагом эволюции конструкций клеенаносящих устройств стали машины, на раме которых горизонтально закреплена насадка для клеенанесения (лейка, дюза) с насосом для непрерывной струйной подачи жидких клеев; подобное устройство можно интегрировать в конвейер.

Заготовки по конвейеру перемещаются под клееналивной машиной, клей подается непрерывным потоком на заготовку. Ширина потока клея может быть изменена механически. Непрерывность потока клея гарантирует равномерность подачи необходимого количества на всю заготовку вне зависимости от геометрических изъянов на ее поверхности: разнотолщинности, выхватов, задиров, сколов. Точность дозировки обеспечивается частотником электропривода насоса. Для регулировки необходимо взвесить количество клея, вытекающего из емкости в единицу времени, вычислить расход на клея на 1 м2 и подрегулировать частотник.

3.jpg

Опционально подобные агрегаты могут оснащаться разгонными блоками, датчиками движения для установки сухой/мокрой заготовки, счетчиками заготовок, а также флоуметрами – датчиками объема потока жидкости, проходящей через шланги подачи, которые вкупе с электронным блоком управления и визуализации процесса обеспечивает диагностику выполняемых операций и автоматическую настройку режимов работы. То есть исключается влияние так называемого человеческого фактора на клеенанесение. Оператор должен изначально ввести в блок управления только расход и плотность клея, все остальные параметры клеенанесения устройство будет вычислять и изменять автоматически. Машина самостоятельно диагностирует влажность и температуру воздуха и заготовок, в соответствии с программой, заложенной в память блока управления, корректирует рабочие параметры и наносит клей только на те заготовки (сектора заготовок), которые предусмотрены технологией.

Клеенаносящие машины этого типа подразделяются на два подтипа: с промежуточной емкостью для клея (системой циркуляции) и без промежуточной емкости, с прямой подачей клея на заготовку из оригинальной тары поставщика, так называемые машины старт/стоп.

У клеенаносящих машин с промежуточной емкостью клей насосом подачи сначала перемещается в резервуар, который обычно расположен под лейкой. Оттуда при помощи насоса циркуляции подается в лейку; опционально в баке циркуляции может быть установлен датчик уровня – в таком случае из оригинальной емкости поставщика клей наполняет систему циркуляции автоматически. Ширина подачи клея – величина постоянная, равная ширине лейки, а все, что проливается мимо заготовки, снова подается в лейку насосом циркуляции из промежуточной емкости. Поэтому потерь клея, по сути, нет. Однако подобный тип машин подходит исключительно для работы с однокомпонентными водоразбавляемыми клеями.

4.jpg

Машины без промежуточной емкости – это машины с насосами высокого давления, но без системы циркуляции. Клей из емкости, в которой он получен от поставщика, наносится на заготовку с помощью насоса высокого давления (до 80 атм.). Датчики движения оценивают наличие и подачу заготовки, срабатывает электроклапан (пневмоклапан) подачи клея, включается насос, и подается клей. Когда заготовка выходит из поля обзора датчиков движения, все агрегаты и приборы машины, отвечающие за перемещение клея, выключаются. И так повторяется с каждой заготовкой. За счет того, что воздух не попадает в систему, этот тип машин подходит и для работы с жидкими полиуретановыми клеями. Минимальное влияние так называемого человеческого фактора на клеенанесение и точность дозировки (до долей грамма) наносимого клея обеспечивают качество клеенанесения.

При работе с водорастворимыми клеями в конце рабочего дня машину можно не промывать полностью. Обычно промывают только клеенаносящую трубку (дюзу, лейку), при этом шланги подачи просто закрываются заглушками. Если на заготовки наносился полиуретановый клей, то к клеенаносящей головке подсоединяется емкость с запорной жидкостью (маслом, соляркой и т. п.).

Следует учесть, что этот тип машин не подходит для работы с многокомпонентными клеями, поскольку периодическая промывка машин нивелирует их высокую производительность

Струйные клеенамазы для многокомпонентных клеев смесевого типа
Замечание по поводу сложности использования струйных машин с системой циркуляции для работы с многокомпонентными клеями основано на многолетнем опыте использования струйных устройств с системой нанесения для работы с эмульсионными полимеризоцианатными (ЭПИ) клеями. Это двухкомпонентные клеи с довольно коротким периодом жизни смеси, причем такую клеевую систему можно использовать исключительно в смеси.

Клеенаносящая установка наливного типа с системой циркуляции, предназначенная для использования ЭПИ-клеев, отличается от установки для однокомпонентных клеев наличием еще одного насоса подачи для доставки в систему циркуляции второго компонента (отвердителя). Насос подачи основного компонента подключается к блоку управления напрямую, а второй насос устанавливается таким образом, что его работа зависит от работы первого насоса, либо он подключается через частотник, чтобы была возможность контролировать подачу в систему клея и отвердителя в правильном соотношении, либо насос подачи второго компонента обеспечивается механическим вариатором. Также машина комплектуется миксером, в котором выполняется перемешивание клеевого состава. Миксер может быть установлен в самом конце системы подачи клеевых компонентов или непосредственно в системе циркуляции. Миксеры бывают пневматические и электрические. Место расположения и принцип привода не имеют значения, главное, чтобы он выполнял задачу миксера: тщательное перемешивание компонентов клея.

5.jpg

Опыт эксплуатации струйных клеенамазов с системой циркуляции позволил определить два главных неудобства при работе этих типов машин с ЭПИ-клеями.

Первое неудобство. После смешивания компонентов в смеси начинается химическая реакция, что приводит к образованию большого числа абразивных вкраплений, во время работы в том числе. Число этих вкраплений стремительно увеличивается к концу времени жизни смеси, которое составляет для клеев разных производителей от 30 до 60 мин. Постоянная работа насосов циркуляции в абразивной среде приводит к быстрому износу насосов и их неизбежной замене.

Второе неудобство. Из-за короткого времени жизни смеси проблемой становится регулярная промывка оборудования, для которой требуется большой расход воды, поскольку необходимо промыть всю систему циркуляции – на это уходит около десяти минут, что плохо сказывается на общей производительности. Кроме того, неизбежны потери остатков клея, находившихся в системе на момент промывки. Также машину необходимо промывать в конце рабочего дня.

6.jpg

Другим типом наливных машин для работы со смесевыми клеевыми системами являются устройства типа «старт/стоп» без системы циркуляции. Компоненты клеевого материала смешиваются в статическом миксере, представляющем собой спираль с разнонаправленными витками. Количество и шаг витков зависят от применяемой клеевой системы, ее плотности, вязкости и соотношения компонентов. На этом типе машин можно работать с любыми многокомпонентными клеевыми системами: ЭПИ, ПУР, ММФ, ФРФ и т. п. Перед статическим миксером расположены обратные клапаны, препятствующие попаданию компонентов в магистрали подачи, иначе произойдет отверждение смеси внутри этих магистралей и машина выйдет из строя.

При прохождении компонентов через спираль под высоким давлением (80 атм) происходит полное перемешивание компонентов. При открытии пневматического (электрического) клапана подачи, расположенного перед клеенаносящей головкой, смесь поступает на заготовку.

Насосы для обоих компонентов используются либо прецизионные шестеренчатые высокого давления (в этом случае соотношение компонентов регулируется посредством электроники – частотников на электроприводах), либо поршневые (в этом случае привод обеспечивается отдельно стоящей гидростанцией для одного – основного насоса, а второй подсоединяется к нему в качестве зависимого через коромысло). Соотношение компонентов в этом случае регулируется изменением расстояния между тягами насосов вручную оператором или наладчиком, но следует помнить, что изменение соотношения клеевых компонентов не может превышать установленные для клеевого состава нормативы больше чем на 10%.

7.jpg

Конечно, необходимо промывать те части машины, в которые попадает клеевая смесь. Конструкторы устройства предусмотрели промывку устройства машинным маслом через обратные клапаны (при работе с изоцианатными компонентами), водой под давлением (при использовании водорастворимых компонентов) и продувку воздухом под давлением для окончательной очистки системы от остатков клея. Рекомендуется в нерабочее время хранить статический миксер и обратные клапаны в масле (солярке, бутил-ацетате) и устанавливать их на машину непосредственно перед работой.

Для обслуживания подобного типа машин оператор, по сути, не нужен, его задача сводится исключительно к итоговой промывке машины. Оперативная промывка машины нужна в случае вынужденного простоя рабочего цикла в течение 45–60 мин., поскольку в системе не так много свежей клеевой смеси.

Достоинства машин этого типа: почти нет потери клея. Машина максимально приспособлена для работы в составе конвейера, ее не надо перенастраивать. Итоговая промывка занимает не больше двух минут.

Из минусов – оборудование необходимо эксплуатировать беспрерывно, периодическое использование чревато проблемами. Поскольку системы машины постоянно находятся под высоким давлением и постепенно даже в самые плотные соединения узлов и элементов при регулярных и длительных простоях поступает воздух, образуются абразивы. Они являются причиной микроцарапин на внутренних поверхностях частей насосов и резиновых уплотнений, которые с учетом нечастого включения оборудования и высокого давления в системе приводят к поломкам агрегатов. Ремонт этого типа машин сложен, длителен и дорог. Если же оборудование эксплуатируется постоянно и почти без остановок, указанные проблемы не возникают.

Струйные машины для раздельного нанесения многокомпонентных клеев
Машины этого типа используются для нанесения многокомпонентных клеевых систем там, где допускается раздельное использование компонентов: меламиноформальдегидных и резорцино-формальдегидных смол. Конструкция у них очень простая – два совмещенных струйных клеенамаза для однокомпонентных клеев с системой циркуляции. Особенность в том, что их изготавливают из высоколегированных нержавеющих сталей, поскольку названные выше типы клеев используются с агрессивными отвердителями на кислотной основе. Работа насоса отвердителя в этих машинах зависит от работы клеевого насоса для соблюдения параметров соотношения «клей – отвердитель». В схеме можно использовать как частотники электроприводов, так и механические вариаторы. Промывка системы циркуляции не требуется, в конце рабочего дня промываются только клеенаносящие головки.

При максимальной комплектации подобной машины (блок компьютерного управления, флоуметры, датчики уровней и т. п.) оператор только включает ее в начале рабочего процесса и промывает клеенаносящие головки в конце рабочего дня.

Идеальный вариант для работы в конвейере для нанесения клеев ММФ и ФРФ на пласти заготовок.

Склейка на ребро и сращивание
В настоящий момент на высокопроизводительных линиях для изготовления мебельного щита с автоподачей заготовок в горячий пресс проходного типа, а также на линиях сращивания проходного типа с автоподачей используются дюзовые клеенаносящие машины высокого давления. Принцип их работы и конструкция аналогичны принципу работы и конструкции машин типа «старт/стоп» для нанесения клеев по пласти. Техническое отличие от машин типа «старт/стоп»: ниже мощность подающих насосов, меньше размер вертикально расположенных леек (дюз, матриц) и меньше диаметр сопел клееподачи. Дюзовые машины всегда оснащены датчиками движения заготовок. Клей впрыскивается на заготовку при ее прохождении мимо дюзы.

Различия между машинами по нанесению однокомпонентных и многокомпонентных клеев – удвоение систем подачи. Иной способ нанесения многокомпонентных систем: по параллельным каналам внутри одной дюзы (матрицы) без смешивания; по двум параллельным дюзам (матрицам) без смешивания; с предварительным смешиванием в статическом миксере (наименее распространенный вариант).

В конце рабочего дня требуется промывка только дюз (матриц).

Роботизированные системы распыления клея
Роботизированные машины используются на мебельных производствах для нанесения однокомпонентных клеев с целью облицовки плитных материалов пленками и бумагой.

Эти устройства представляют собой аналог автоматизированных покрасочных камер. Основные отличия: клеенаносящие пистолеты с более крупными соплами, обычно больше пистолетов в камере для обеспечения равномерного нанесения клея. Конвейерная лента в камере обычно бумажная и является одноразовой. Клей подается из оригинальных емкостей поставщика пневматическими помпами, рабочее давление 5–6 атм. Клеенаносящие пистолеты располагаются внутри камеры в шахматном порядке для равномерности клеенанесения и настраиваются таким образом, чтобы максимальное количество клея попадало на двигающиеся по ленте транспортера необлицованные плиты. Оборудование снабжено компьютерным управлением. Оператор почти не участвует в работе конвейера. В зависимости от того, какого типа клеевой системой обрабатывалась деталь, после выхода из камеры ее отправляют либо в сушильный тоннель (если наносилась дисперсия полиуретанового клея) с последующим переходом к шлифовке плит и вакуумному прессованию, либо (если наносились клей ПВА и ЭВА сополимер) на облицовку на колландровых прессах или прессах проходного типа.

В конце рабочей смены обязательно промываются пистолеты и в камере заменяется транспортерная крафт-бумага.

Дюзовое нанесение клеев-расплавов
Бесконтактный способ нанесения клеев используется также при работе с клеями-расплавами. Конструктивно оборудование для бесконтактного нанесения клея существенно отличается от конструкций машин для нанесения жидких клеев. Используются они в основном в процессе окутывания профилей из различных материалов (массива древесины, плит MDF, а также алюминия, ПВХ) облицовочными пленками на разной основе.

Технология клеенанесения такова: предварительно разогретый до рабочей температуры клей-расплав подается под давлением в клеенаносящую головку, состоящую из двух плотно прижатых друг к другу металлических пластин. Движением пластин относительно друг друга регулируются количество подаваемого клея и ширина клеенанесения (привод механический). Электроника регулирует расход подаваемого насосом клея.

Облицовочная пленка прижимается механическими роликами к клеенаносящей головке и протягивается к заготовке. Таким образом, происходит перенос клея на облицовочные материалы. Точность дозировки подачи клея на этих установках – до 1 г/м2.

Обслуживание в конце рабочего дня выполнять не надо. Регулярно, не реже одного раза в неделю, рекомендуется очищать систему подготовки, транспортировки и подачи расплава от нагара при помощи специальных чистящих средств. Это средства в основном на ЭВА-основе, синего или красного цвета, есть чистящие средства и в виде жидкостей на основе метиленхлорида, но в силу крайне высокой агрессивности эти составы не рекомендуется часто использовать, только в исключительных случаях, при сильных засорах.

В зависимости от типа используемого клеевого состава машины могут оснащаться блоками разогрева разной конструкции.

Для работы с термореактивными полиуретановыми клеями преимущественно используются отдельно стоящие блоки предварительного разогрева объемом 20–200 кг с температурой плавления от 100 до 160єC. Забор клея-расплава может осуществляться как со дна плавителя, так и с верха емкости при помощи шестеренчатых насосов, далее клей транспортируется по горячим магистралям (100–150°C) к клеенаносящей головке (дюзе). Клапана подачи нет, так как из-за высокой вязкости и весьма тонкого зазора между клеенаносящими пластинами клей-расплав сам по себе вытечь из дюзы не может. Отдельный блок разогрева (плавитель) необходим для дополнительной изоляции полиуретанового клея-расплава, поскольку необходимо полностью исключить взаимодействие клея и воздуха, в противном случае может произойти отверждение клея непосредственно в машине, а отверждение термоплавкого полиуретанового клея необратимо, удаление возможно только механическим путем. В плавителе расположен дополнительный насос, удаляющий воздух из него после загрузки клея и закрытия крышки. Обязательно требуется промывать машину чистящими средствами при простое более двух дней. Если же перерывы в работе не столь продолжительны, можно оставлять машину с клеем-расплавом внутри при пониженной температуре: 90–100°C.

При работе с ЭВА, АПАО и полиолефиновыми расплавами, небольшой плавитель (емкостью до 5 кг) устанавливают над клеенаносящей дюзой, опционально машину можно комплектовать бункерами пневмоподачи клея емкостью 25–50 кг для постепенной дозагрузки плавителя с контролем по датчику уровня, что обеспечивает непрерывность работы клеенаносящей установки. При простое машину нет необходимости чистить, можно выключать нагрев и оставлять клей в ней. Для всех машин струйного клеенанесения характерны высокая производительность и высокая степень автоматизации.

Подведем итоги
Качество клеенанесения сильно влияет на качество выпускаемой продукции, поэтому к выбору клеенаносящей техники следует подходить тщательно. Необходимо определиться с требуемой производительностью оборудования и его типом. Ассортимент клеенаносящей техники, предназначенной для выполнения разных задач, довольно обширный. При этом надо отметить, что в мире мало производителей именно клеенаносящей техники – очень уж узкий рынок. Большинство крупных станкостроительных компаний комплектуют свои изделия клеенаносящими узлами небольших специализированных фирм OEST (Германия) и Mixon (Швеция).

Менее известны такие производители клеенаносящей техники, как компании: DWT (Нидерланды), «ASD-техника» (Республика Беларусь), OSV (Украина), «Бакаут» и «Тигруп» (обе – Россия).

Хотелось бы еще раз подчеркнуть: клеенанесение требует соблюдения технологии, а любой клеенамаз – чистоты и регулярного обслуживания. При выполнении этих очевидных правил можно существенно повысить качество выпускаемой продукции.

Михаил ТАРАСЕНКО, PRO-KLEIM.UCOZ.RU
 
Последнее редактирование:

Комментарии